○土圧式シールド概要
土圧式シールド工法は、カッターヘッドにより掘削した土砂を切羽と隔壁の間に充満させ、その土圧により切羽の安定を図りながら掘進し、スクリューコンベヤーで排土する工法である。掘削に際しては切羽と隔壁間に充満した掘削土砂を切羽の安定に必要な状態に加圧し、シールド掘進量に合わせた排土量を保持できるようチャンバー内の圧力や排土量の計測を実施しスクリューコンベヤーの回転数や掘進速度の制御を行い、切羽を緩めないよう適正な運転管理を実施する。
○チャンバー内の圧力管理
切羽の安定を確保するためには、チャンバー内の圧力を適正に保持する必要がある。泥土圧の管理手法としては隔壁に設置した土圧計で確認し、管理する手法が一般的である。泥土圧が不足すると切羽崩壊や地表面が陥没する危険性が大きくなり、泥土圧が過大になるとカッタートルクや推力の増大、掘進速度の低下、地上面の隆起が考えられる。
掘進中の泥土圧の制御方法は
- スクリューコンベヤーの回転数
- スクリューゲートの開度
- 掘進速度
などがある。
○排土量管理
切羽の安定を確保するためには掘進量にあった掘削土砂を搬出する必要がある。しかし、地山の土量変化率や掘削土の単位体積質量に幅があるため正確に排土量を把握することは困難な場合が多い。そのため、排土量管理だけを単独で行っても切羽崩壊や地盤沈下を完全に抑制することは難しいため、上記の圧力管理と併用することが重要である。
掘削土量の管理方法は容積管理と質量管理に分けられる。容積管理の手法としては土砂ピットでの掘削土砂の体積計測や、圧送ポンプのポンピング回数、流量計の使用などがある。質量管理手法としては、掘削土を搬出するダンプの重量計測やズリカンを吊り上げる際に重量を測定する方法がある。
